ESTUDIO DE LAS BOMBAS CURSO: TURBOMÁQUINAS DOCENTE: GARCÍA PÉREZ, MARIO A. INTEGRANTES DEL TEMA: MEDINA ROJAS, LUIS DAVID MORETO BERRÚ, HIPÓLITO ZAVALETA GÓMEZ, RICARDO ÁNGEL CICLO: VII LUNES, LUNES, 1 DE ENERO DE !"1#
CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN Com Como intr introd oduc ucc ción ión al tem tema en prim primer er luga lugarr tenemos que hacernos la pregunta !u" es una #om#a$% las #om#as son m&quinas que aportan energ'a a cierto (uido l'quido con la )nalidad de mo*erlo o despla+arlo de un lugar a otro, El m"todo que se usa para este )n determina la categor'a o el tipo de dise-o de la #om#a a utili+ar as' como el sistema de instalación de los conductos para el transporte del l'quido, Entonces se a)rma que una #om#a es capa+ de mo*er a un l'quido de una región de #a.a presión a otra región de alta presión% as' mismo mo*er a un l'quido de una región de #a.o ni*el a otra región de alto ni*el / adem&s mo*er a un l'quido incrementando la *elocidad de (u.o, Las #om#as *ar'an considera#lemente de acuerdo a su tama-o0 construcción / tipo de operación, En el resumen mencionaremos sus categor'as / tipos,
RESUMEN Este tra#a.o de in*estigación de)ne a una #om#a como una m&quina que aporta energ'a a un l'quido para su despla+amiento / clasi)ca a las #om# om#as0 de acuerdo a su principio de 1unc 1uncio iona nami mien ento to 2 #om# #om#as as de desp despla la+a +ami mien ento to positi*o o *olum"tricas de tipo "m#olo 3acc 3accio iona nada das s medi median ante te pist pistón ón con con *&l* *&l*ul ulas as de aspiración / de impulsión4 / las rotati*as rotati*as de tipo engrana.e0 paletas0 tornillo / las de disposición a5ial / radial0 haciendo hincapi" en las de tipo roto dinám námicas o también conocidas das como centrífugas0 sus caracter ter'sticas0 utili+ación0 part partes es que que la con1 con1or orma man n 3rod 3rodet ete e o impu impuls lsor or00 aspiración aspiración00 ala#e0 ala#e0 carcasa4 carcasa40su 0su clasi)cac clasi)cación ión 3de acuerdo a la dirección del (u.o0 al n6mero de rodetes0 (u.o de entrada0 posición del e.e0 presión de suministro0 u#icación / construcción40 etc,0 as' como la importancia del ce#ado de la #om#a centr'1uga0 su instalación de acuerdo a di1erentes con)guraciones2 lineal0 #idireccio #idireccional nal / acopladas acopladas en 3serie0 3serie0 parale paralelo lo / serie7paralelo4% tomando en cuenta los e1ectos del golpe de ariete / ca*itación, 8inal inalme mente nte se menc mencio iona nan n las las conc conclu lusi sion ones es a que nos lle*a este estudio a )n de reconocer la
impo imporrtanc tancia ia a de esta sta tur# tur#o o m&quin quina a como omo elem elemen ento to indi indisp spen ensa sa#l #le e en la indu indus stria tria / el hogar,
OBJETIVO GENERAL: El o#. o#.eti eti*o gene genera rall es cono conoce cerr a una una #om#a0 su 1uncionamiento0 tipos / especi)caciones t"cnicas a )n de poder u#icarnos como ingenieros en cierto dise-o de un sistema de #om#eo / poder de manera satis1actoria elegir el tipo de #om#a con*eniente que resuelta de 1orma satis1actoria el pro#lema,
OBJETIVOS ESPECÍ$ICOS: •
•
•
Conocer la de)nición e5acta de una #om#a a )n de poder di1erenciar entre una #om#a de despla+amiento positi*o / otra de tipo din&mica as' como las *enta.as / des*enta.as en el uso de cada una de ellas, 9econocer / determinar los par&metros que regulan la e)ciencia de la #om#a, :oder interpretar los aspectos que in(u/en en los e1ectos de ca*itación / golpe de ariete en las #om#as0 as' como la altura de aspi aspira raci ción ón00 el tipo tipo de acop acopla lami mien ento to00 etc, etc,00
•
para poder e1ectuar un dise-o óptimo de un sistema de #om#eo, :oder reconocer en 1orma e1ecti*a la cue*a caracter'stica de una #om#a,
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO BOMBA D%&'()(*'.+Es
una m&quina que a#sor#e energ'a mec&nica / la restitu/e al l'quido que la atra*iesa en energ'a hidr&ulica,
CLASI$ICACIÓN: •
•
Bom#as Bom#as de despla despla+am +amien iento to positi positi*o *o est&ticas o *olum"tricas, Bom#as roto din&micas o centri1ugas,
roto
1.+ B- 1.+ B-/ /0 % %02 %023/ 3/4/ 4/-( -(%' %'5 5 20( 20(55(6 (6 75 75 %058 %05855()/0 ()/0 63939-5 57( 7() )/0.+ /0.+Estas se caracteri+an por que el (uido queda con)nado en un *olu *olume men n cer cerrado rado,, Se pued pueden en clas clasi) i)ca carr seg6n el car&cter de desalo.amiento del l'quido en2 1.1.-Bombas de émbolo, donde el l'quido se desalo.a de las c&maras de tra#a.o solo por medio del mo*imiento de *ai*"n de los
desp despla la+a +ado dorres respe espect cto o a esta estas s c&ma c&mara ras, s, Seg6n la c&mara de tra#a.o las #om#as de em#olo se di*iden de simple s imple / do#le e1ecto,
Las #om# om#as de "m#olo se utili+an para #om#ear #arros del aceite crudo de desech desecho0 o0 en plata1 plata1or ormas mas de de petr petróle óleo o mar mar adentro0 alimentos / desechos de animales0 en instalaciones de procesamiento de alim alimen ento tos0 s0 dese desech chos os 1ar 1armac" mac"ut utic icos os00 usos usos qu'micos / agr'colas, 1.2.-Bombas rotativas, son las que una masa (uida
es con)nada en uno o *arios compartimentos que se despla+an desde la +ona de entrada 3de #a.a presión4 hasta la +ona de salida 3de alta presión4 de la m&quina% estas se clasi)can seg6n el car&cter de mo*imiento de los despla+adores, 1.2.1.- Bomba de engranaje engranaje, el cual consiste de dos
pi-o pi-one nes s que que engr engran anan an con con much mucho o .ueg .uego0 o0 dentro de una c&mara o ca.a de 1orma adecuada dond onde una de los pi-one ones *a ).ado ).ado so#r so#re e el &r#o &r#oll motor motor 1orman 1ormando do una una sola pie+a mientras que la otra gira li#remente,
Las bombas de engranajes se aplican en diferentes procesos de la industria , en las que destacan: - Proceso de Ultra-ltración. - Sistemas de lubricación. - Circulación en cierres mecánicos dobles.
- n!ección de tinta. - Sistemas de refrigeración. - "osicación en caudal continuo. - #qui$os de osmosis in%ersa &tratamiento de agua'. - Sistemas de refrigeración.
1.2.2 1.2.2..- Bomb Bomba a de pa palet letas as, son dispositi*os dispositi*os que consisten
en paletas montadas en un rotor que giran dentro de una ca*idad,
Este tipo de #om#as se utili+an en el sector petrolero0 petrolero0 trans1erencia de agua0 en sistemas de re1rigeración0 re1rigeración0 etc, 1.2.3.- Bomba helicoidal o de tornillo, esta #om#a
utili+a un tornillo helicoidal e5c"ntrico que se mue*e dentro de una camisa / hace (uir el l'quido entre el tornillo / la camisa,
Estas #om#as se usan en2 −
I'9057(/ % M8;9('/0 H%77/-(%'5/ 2 Se aplican para la impulsión de medios lu#rire1rigerantes lu#rire1r igerantes 3emulsiones / aceites4,
−
I'9057(/ % 3/ M/;9('/7(/ %'
C'0579))(*' % <%'%7/32 8luidos
hidr&ulicos0 lu#ricantes0 re1rigerantes0 oleo ol eohi hidr dr&u &uli lica ca00 reg egul ulac ació ión0 n0 al alim imen enta taci ción ón00 ele*ación0 carga / trans1er trans1erencia, encia, −
I'9057(/ % P('597/0 = L/)/0 2 Se aplican para la impulsión de pinturas0 lacas0 resinas0 #arnices,
−
I'9057( I' 7(/ / %3 P/2%3 = M/5%7(/ (/33%0 % C%3930/2 ;iscosa / pasta celulósica,
−
I'9 I' 905 057( 7(/ / % P7 P7 9) 9)5 50 0 A3 A3((-%' %'5( 5()( )(0 02
−
T)' )'() ()/ /
%
C-9 905 05(* (*' '2
Aceites
de
com#ustión li*ianos / pesados, 1.2.4.- Bombas rotativas de embolo:
=a/ dos tipos2 de disposición radial / a5ial, 1.2.4.1. 1.2.4.1.-e -e ispos isposici ici!n !n "adial "adial , constan de un estator0 / un rotor que lle*a una serie de alo.amientos radiales cil'ndricos0 en los que enca.an unos "m#olos que dese desemp mpee-an an el pape papell de desp despla la+a +ado dorres0 es0 reali+ando a medida que gira el rotor0 un mo*imiento de *ai*"n respecto a "ste0 al tiempo que sus e5tremos desli+an so#re la super)cie interior del estator,
1.2.4.2. 1.2.4.2.-e -e ispos isposici ici!n !n #$ial #$ial , donde el mecanismo de transmisión del mo*imiento
a los los desp despla la+a +ado dorres tien tiene e una una cine cinem& m&ti tica ca espacial, Las c&maras de tra#a.o cil'ndricas *an dispuestas en el rotor paralelamente al e.e de rotación0 o con un cierto &ngulo respecto a dicho e.e,
Las Las #om# #om#as as a5ia a5iale les s pued pueden en ser ser util utili+ i+ad adas as para generar cargas de agua de di1erente 'ndole0 entre las que se encuentran2 7 Agua de r'o, 7 Agua residual del pretratamiento, 7 Aguas de tormenta, 7 Lodos acti*ados,
!.-B-/0 C%'57(>90 75('8-()/0.+ Se llama as' porque su mo*imiento es rotati*o / la din&mica de corriente .uega un papel importante en la transmisión de energ'a,
!.1.+ C/7/)5%7?05()/0: > El (uido las atra*iesa de 1orma continua, > Suministran caudales altos, > Suministran presiones moderadas, > Su rango de caudal de tra#a.o es amplio, > Son de construcción sencilla0 no requieren tolerancias estrictas, > Son compactas / de poco peso, >?o tienen *&l*ulas0 no tienen mo*imientos alter alternat nati*o i*os s por lo que son silenc silencios iosas as / con pocas *i#raciones, > Son de 1&cil mantenimiento / de *ida prolongada, > Tiene iene #a.o #a.os s rendi endimi mien ento tos s con con caud caudal ales es peque-os, > ?o se autoce#an 3no aspiran cuando tienen aire en su interior4,
@" !.!.+ U5(3(4/)(*': > Cir Circuit cuitos os de #om# #om#eo eo22 indu indust stri rial ales es00 redes edes de sumi sumini nist strro ur#a ur#ano no00 sist sistem emas as de rieg riego0 o0 etc, > Sistemas de aire acondicionado / cale1acción, > Circuitos de re1rigeración en automoción, > Electrodom"sticos, Electrodom"sticos, >
!.@.+ P7(')(2( % $9')('/-(%'5: $9')('/-(%'5: El (u.o entra a la #om#a a tra*"s del centro u o.o del rodete / el (ui (uido gana gana ener energ' g'a a a medid edida a que que las paletas del rodete lo tra transportan hacia a1uera en dirección radial, Esta aceleración produce un aprecia#le aumento de energ'a de presión / de energ'a cin"tica0 lo cual es de#ido a la 1orma de caracol de la carcasa para generar un incremento gradual en el &rea de (u.o de tal manera que la energ'a cin"tica a la salida del rodete se con*ierte en ca#e+a de presión a la salida,
!..+ L/0 P/75%0 0': > El rodete o impulsor,
> Aspiración, > Carcasa o *oluta0 puede incluir un di1usor 3sistema de &la#es ).os4, > Empaquetaduras / cierres mec&nicos,
!..1.+A02(7/)(*': El l'quido es aspirado por el o.o del rodete,
!.. !. .!. !.+R +R %5 %5%: %: Comu Comuni nica ca ener energ'a g'a cin" cin"ti tica ca al (uido, El (u.o pasa de (u.o a5ial a5ial a radial, radial, E5isten E5isten @ tipo tipos s de rodet odetes es 3cer 3cerra rados dos00 semi semia# a#ie iert rtos os00 a#iertos / de do#le aspiración4,
!..!.1.+ %errados2 el ha#itual0 me.or rendimiento0 o#strucción,
posi#les
pro#lemas
de
!..!.!.&emiabiertos2 sin sin pro# pro#le lema mas s de o#strucción0 se
emplean con (uidos sucios,
!..!.@.+ #biertos2 sin pro#lemas de o#strucción0 mu/ malos rendimientos hidr&ulicos por 1ugas 1ugas internas,
!..!.+oble
aspiraci!n2 compensa es1uer+os a5iales0 para grandes caudales,
!..@.+A3/%0 !..@.+A3/%0 (7%)57%0: (7%)57%0: 9ecoger el (uido / lo en*'a hacia la *oluta sin choques ni tur#ulencias 3opcionales4,
!...+V395/ !...+V395/ )/7)/0/: En ella se trans1orma la
ener energ' g'a a cin" cin"ti tica ca del del (uid (uido o en ener energ' g'a a de presión,
!.#.+C3/0(&)/)(*': Estas se clasi)can seg6n2 !.#.1.+ La direcci!n del 'ujo: > 9adiales, > A5iales, > 9adioa5ial o mi5ta,
!.#.!.+ (lujo a la entrada: > Aspiración simple, > Aspiración do#le,
!.#.@.+ )*mero de rodetes:
> Una etapa, > Multicelulares0 multi1ase o multietapa, !.#..+ +osici!n del eje: > ;ertical,
> =ori+ontal, =ori+ont al,
> Inclinado,
!.#.#.+ +resi!n suministrada: > Ba.a, > Media, > Alta,
!.#..+ ,bicaci!n: > Sumergi#le,
> :o+o pro1undo,
!.#..+ %onstrucci!n: > :artida,
!..+L/ C976/ C/7/)5%7?05()/:
!..+C%/ % 9'/ B-/: Una #om#a no es capa+ de crear crear altura de aspiración con aire en su interior por lo que en la pr&ctica se necesita llenar la #om#a de agua0 ce#arla0 para que pueda aspirar,
!..+I'05/3/)(*' % 9'/ B-/: Se de#e tener en cuenta2 > Lugar accesi#le / con espacio para mantenimiento, > Instalar *&l*ulas de cierre cierre antes / despu"s 3reparación4, > 8&cil aspiración 3limitar codos0 *&l*ulas4, > :re*eer el ce#ado,
> Impulsión hacia arri#a 31acilitar la salida del aire4, > Mantener la alineación de las tu#er'as, > Si tu#er'a es di1erente de la #rida instalar conos di1usores, > Colocar uniones (e5i#les par para e*itar transmisión de *i#raciones, > Colocar elementos de medida 3presión0 T0 caudal4, > Considerar el llenado / *aciado de la red, > Instalar *&l*ulas de retención,
!..1.+I'05/3/)(*' % 9'/ B-/ L('%/3:
!..!.+I'05/3/)(*' B((7%))('/3:
!.. !. .@. @.+A +A) )23 23//-(% (%'5 '50 0 caudalesF:
%
9'/
lo: +aralelo:
B-/
suma
La presión suministrada por las dos #om#as es la misma,
!...+A)23/-(%'50 alturasF:
&erie:
suma
El caudal suministrado por las dos #om#as es el mismo,
!..#.+A)23/-(%'50 S%7(%+2/7/3%3F:
!..+C/6(5/)('.+ Es el proceso de 1ormación / post poster erio iorr cola colaps pso o 3imp 3implo losi sión ón44 de 979/0 % 6/27 3ca*idades4 en el seno de un l'quido, Se produce cuando la presión en alg6n punto de la corriente de un l'quido desciende por de#a.o de la presión de saturación del mismo &$ $sat4,
> Las #ur#u.as de *apor se 1orman en la aspiración 3entrada del rodete40 en el punto de m'nima presión, > La implosión en el interior del rodete0 a medi medida da que que el (uid (uido o *a adqu adquir irie iend ndo o m&s m&s presión / p psat, La aparición de la ca*itación en las #om#as est& relacionada con2
/F Con el tipo de Bom#a 3la ca*itación es ma/or cuanto ma/or es espec')co de re*oluciones4, re*oluciones4,
el
n6mero
F La instalación de la Bom#a 3la altura de la suspensión de la #om#a0 o cota del e.e de la #om#a so#re el ni*el del l'quido en el
depósito de aspiración0 de#e ser escogida cuidadosamente escogida para e*itar ca*itación4, )F Las condiciones de ser*icio de la #om#a 3el caudal de la #om#a nunca de#e e5ceder el m&5imo permisi#le para que no se produ+ca la ca*itación4, Los efectos desfavorables cavitaci!n son:
de
la
> Dism isminuc inució ión n de la secc secciión de paso paso 3la 3la masa en *apor ocupa m&s *olumen que en L'qu L'quid ido4 o400 lo cual cual pued puede e moti moti*a *arr incl inclus uso o el desce#ado, > Ca'da #rusca de las cur*as caracter'sticas para caudales ele*ados, > 9uidos / *i#raciones de#ido al colapso de las #ur#u.as, > Erosión de super)cies 3desequili#rio masas pro*oca *i#raciones / el ruido desgaste4, Las Las #om# #om#as as cent centr' r'1u 1uga gas s tien tienen en una una altu altura ra de aspiración limitada,
)+&/ 3altura neta de succión positi*a42 es la presión m'nima por de#a.o de la cual se produce ca*itación en la #om#a,
=a/ dos )+&/: )+&/ re0uer re0uerida ida2 es una F )+&/ una cara caract cter er's 'sti tica ca de la #om#a, Lo de#e suministrar el 1a#ricante 3*er cur*as catalogo4 F )+&/ disponible2 es una caracter'stica del circuito de aspiración0 se de#e calcular,
!.1".+G32% % A7(%5%: Se puede producir por2 > :arada #rusca 3corte suministro el"ctrico4, > Cierre #rusco en la *&l*ula de impulsión, Se puede limitar con2 7 Cier Cierrre lent lento o en la *&l* *&l*ul ula a de impu impuls lsió ión n antes de parar la #om#a, 7 Instalando *&l*ulas de seguridad0 chimeneas de equili#rio0 *&l*ulas de 9etención,
A27%)(/)(*' C7?5()/ 7Es con1uso estudiar desde un li#ro lo que es una #om#a / sus tipos /a que la teor'a es mu/ amplia para cada una de ellas0 m&s aun si en el campo que uno desempe-a no se hace uso de la mism misma a para para pode poderr 1ami 1amili liar ari+ i+ar arse se con con m&s m&s claridad, 7Ser'a m&s recomenda#le / 1&cil el estudio de este tipo de m&quina hidr&ulica si se reali+ar'a la#oratorios, 7:ara el me.or entendimiento del tema tam#i"n es importante conocer lo que es una *&l*ula / cómo 1unciona /a que en las instalaciones se hacen uso de ellas, 7Es 7Es int intere eresan sante ente entend nder er por porque que los los ala#e la#es s tienen la 1orma de una s / como el (uido entre estas mismas se mue*e en sentido contrario al mo*imiento del rodete,
C')390('%0 7Una #om#a se utili+a para mo*er toda clase de l'quido s desde una +ona de menor altura a una +ona de ma/or altura, 7Una #om#a puede entregar energ'a no solo aun liquido sino tam#i"n al hormigón antes de 1raguar o la pasta de papel, 7Un ala#e ala#e con con un &ngulo &ngulo menor menor a GH grados grados es es mas *enta.oso, 7En un dise-o es importante tener en cuenta las p"rdidas mec&nicas0 *olum"tricas e hidr&ulicas que se dan en la #om#a, 7El 1uncionamiento de las #om#as rotodin&micas se #asan en la ecuación de Euler, 7Las #om#as rotodin&micas no se autoce#an en cam cam#io #io las las de em#o em#olo lo / de desp despla la+ +amie amient nto o positi*o s',
Bi#liogra1'a2 7M&quinas =idr&ulicas 7 il1redo Jara T, 7 8ondo Editorial 7Tratado de =idr&ulica Addison40 Editorial <
(uidos matai540
Aplicada3=er#ert / maquinas Kda Edición0
:&ginas e#2 http2NNN,hidramaq,comnoticia,phpes#om# as7de7paletas07los7principios7de7 1uncionamientoH http2NNN,unet,edu,*ePmaq(udocLAB7Q7 http2NNN,unet,edu,*ePmaq(udocLAB7Q7 G,htm http2NNN,uco,estermodinamicapptpd1(uido sRKHQK,pd1
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